PL220358B1

PL220358B1 - Sposób i układ do bezzegarowego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe

Info

Publication number: PL220358B1
Application number: PL397950A
Authority: PL
Inventors: Dariusz Kościelnik; Marek Miśkowicz
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2015-10-30
Also published as: US20130194123A1; PL397950A1; EP2624457A3; EP2624457A2; US8878714B2

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ do bezzegarowego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe, znajdujący zastosowanie w systemach kontrolno-pomiarowych.

Znany z polskiego zgłoszenia patentowego nr P-392924 sposób asynchronicznego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe polega na odwzorowaniu tego napięcia proporcjonalną do niego wielkością ładunku elektrycznego. Ładunek ten dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w kondensatorze próbkującym. Gromadzenie ładunku realizuje się do chwili, gdy napięcie narastające na kondensatorze próbkującym jest równe napięciu przetwarzanemu. Wówczas, zgromadzony ładunek elektryczny poddaje się procesowi redystrybucji, rozmieszczając go w kondensatorach zespołu kondensatorów, przy czym pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego. W trakcie procesu redystrybucji zgromadzony ładunek elektryczny tak rozmieszcza się w kondensatorach zespołu kondensatorów, aby na każdym z nich, ewentualnie za wyjątkiem jednego uzyskać napięcie równe zero lub równe napięciu odniesienia. Przebieg procesu redystrybucji nadzoruje się za pomocą modułu sterującego na podstawie sygnałów wyjściowych pierwszego komparatora i drugiego komparatora. Ładunek elektryczny dostarcza się w trakcie procesu jego gromadzenia za pomocą pierwszego źródła prądowego oraz przenosi się pomiędzy kondensatorami w trakcie procesu jego redystrybucji za pomocą drugiego źródła prądowego. Bitom słowa cyfrowego, przyporządkowanym kondensatorom zespołu kondensatorów, na których uzyskano napięcie równe napięciu odniesienia przypisuje się za pomocą modułu sterującego wartość jeden, a pozostałym bitom tego słowa przypisuje się wartość zero. W jednym z wariantów tego rozwiązania ładunek elektryczny gromadzi się jednocześnie w kondensatorze próbkującym i łączonym z nim równolegle kondensatorze o największej pojemności w zespole kondensatorów.

Również z opisu polskiego zgłoszenia P-392924 znany jest układ do asynchronicznego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe. Układ ten zawiera zespół kondensatorów, którego wejścia sterujące są połączone z zestawem wyjść sterujących modułu sterującego. Moduł sterujący jest wyposażony w wyjście słowa cyfrowego, wyjście zakończenia przetwarzania, wejście wyzwalające oraz dwa wejścia sterujące. Pierwsze wejście sterujące jest połączone z wyjściem pierwszego komparatora, którego wejścia są połączone z jedną parą wyjść zespołu kondensatorów, a drugie wejście sterujące jest połączone z wyjściem drugiego komparatora, którego wejścia są połączone z drugą parą wyjść zespołu kondensatorów. Ponadto do zespołu kondensatorów jest podłączone źródło napięcia przetwarzanego, źródło napięcia zasilania, źródło napięcia pomocniczego i źródło napięcia odniesienia, dwa sterowane źródła prądowe, których wejście sterujące są połączone odpowiednio z wyjściami sterującymi modułu sterującego oraz kondensator próbkujący.

Zespół kondensatorów zawiera łączniki, przełączniki oraz zestaw kondensatorów, których liczba jest równa liczbie bitów słowa cyfrowego, a pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego. Górna okładka kondensatora próbkującego i każdego kondensatora zespołu kondensatorów jest łączona z pierwszą szyną, poprzez pierwszy łącznik i/lub z drugą szyną, poprzez drugi łącznik, a dolna okładka, poprzez przełącznik, jest łączona z masą układu lub ze źródłem napięcia pomocniczego. Pierwsza szyna jest łączona z masą układu poprzez łącznik pierwszej szyny oraz jest połączona z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora, którego wejście odwracające, poprzez przełącznik napięcia jest łączone ze źródłem napięcia przetwarzanego lub ze źródłem napięcia odniesienia. Druga szyna jest połączona z wejściem odwracającym pierwszego komparatora, którego wejście nieodwracające jest połączone ze źródłem napięcia pomocniczego.

Wejścia sterujące pierwszych łączników i przełączników zespołu są ze sobą sprzężone, odpowiednio, i są połączone, odpowiednio, z wyjściami sterującymi modułu sterującego, a wejścia sterujące drugich łączników oraz łącznika pierwszej szyny są połączone odpowiednio z wyjściami sterującymi modułu sterującego. Wejścia sterujące przełącznika napięcia są połączone z wyjściem sterującym modułu sterującego.

Pierwszy biegun pierwszego źródła prądowego jest połączony ze źródłem napięcia zasilającego, a drugi biegun pierwszego źródła prądowego jest połączony z pierwszą szyną, z którą jest połączony również drugi biegun drugiego źródła prądowego. Pierwszy biegun drugiego źródła prądowego jest połączony z drugą szyną.

PL 220 358 B1

W jednym z wariantów tego układu kondensator próbkujący o pojemności nie mniejszej od pojemności kondensatora o największej pojemności w zespole kondensatorów, jest łączony równolegle z kondensatorem o największej pojemności w zespole kondensatorów. Przetwarzanie wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe jest realizowane za pomocą modułu sterującego, przez zmiany stanów sygnałów z odpowiednich wyjść sterujących.

Zgodnie z wynalazkiem sposób bezzegarowego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe polega na wykrywaniu za pomocą modułu sterującego sygnału wyzwalającego i odwzorowywaniu wielkości napięcia przetwarzanego proporcjonalną do niej wielkością ładunku elektrycznego. Ładunek ten dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w kondensatorze próbkującym, lub w kondensatorze próbkującym i łączonym z nim równolegle kondensatorze o największej pojemności w zespole redystrybucji, aż do chwili, gdy porównywane równocześnie za pomocą komparatora napięcie narastające na kondensatorze próbkującym, jest równe napięciu przetwarzanemu. Następnie realizuje się w zespole redystrybucji proces redystrybucji zgromadzonego ładunku elektrycznego, w znany sposób, za pomocą modułu sterującego, przez zmiany stanów sygnałów z odpowiednich wyjść sterujących oraz przypisuje się za pomocą modułu sterującego, odpowiednie wartości bitom słowa cyfrowego. Zespół redystrybucji zawiera zestaw łączników, przełączników i kondensatorów, takich, że pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego.

Istotą sposobu według wynalazku jest to, że po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w kondensatorze próbkującym, lub w kondensatorze próbkującym i łączonym z nim równolegle kondensatorze o największej pojemności w zespole redystrybucji, oraz wykryciu za pomocą modułu sterującego sygnału wyzwalającego, ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w dodatkowym kondensatorze próbkującym. Następnie realizuje się proces redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym oraz przypisuje się za pomocą modułu sterującego odpowiednie wartości bitom słowa cyfrowego. Gromadzenie ładunku elektrycznego w dodatkowym kondensatorze próbkującym, proces redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym oraz przypisywanie odpowiednich wartości bitom słowa cyfrowego realizuje się tak, jak dla kondensatora próbkującego.

W sposobie tym możliwe jest to, że po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w dodatkowym kondensatorze próbkującym oraz wykryciu za pomocą modułu sterującego sygnału wyzwalającego, rozpoczyna się kolejny cykl, a ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się ponownie w kondensatorze próbkującym lub w kondensatorze próbkującym i łączonym z nim równolegle kondensatorze o największej pojemności w zespole redystrybucji.

W sposobie tym możliwe jest to, że w okresie, gdy ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w dodatkowym kondensatorze próbkującym, to jednocześnie część dostarczanego ładunku elektrycznego gromadzi się w dodatkowym kondensatorze o największej pojemności w zespole redystrybucji, łączonym równolegle z dodatkowym kondensatorem próbkującym. Pojemność dodatkowego kondensatora o największej pojemności w zespole redystrybucji jest równa pojemności kondensatora o największej pojemności w zespole redystrybucji.

W sposobie tym możliwe jest również to, że po zakończeniu procesu redystrybucji w ostatnim z kondensatorów, na którym podczas realizowania procesu redystrybucji nie uzyskano napięcia odniesienia, pozostawia się zgromadzony tam ładunek elektryczny. Ładunek ten jest uwzględniany podczas realizowania następnego procesu redystrybucji.

Układ, według wynalazku, zawiera zespół redystrybucji, którego wejścia sterujące są połączone z wyjściami sterującymi modułu sterującego. Moduł sterujący jest wyposażony w wyjście słowa cyfrowego, wyjście zakończenia przetwarzania, wejście wyzwalające oraz pierwsze wejście sterujące, połączone z wyjściem pierwszego komparatora i drugie wejście sterujące, połączone z wyjściem drugiego komparatora. Do zespołu redystrybucji jest podłączone źródło napięcia pomocniczego, sekcja kondensatora próbkującego i drugie sterowane źródło prądowe, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym drugim źródłem prądowym. Pierwszy biegun drugiego źródła prądowego jest połączony z szyną źródłową, a drugi biegun drugiego źródła prądowego jest połączony z szyną docelową. Źródło napięcia zasilającego jest połączone z pierwszym biegunem pierwszego źródła prądowego, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym pierwszym źródłem prądowym. Zespół redystrybucji zawiera sekcje, których liczba jest równa liczbie bitów słowa cyfrowego. Sekcja kondensatora próbkującego i każda sekcja zespołu redystrybucji zawiera łącznik źródłowy, łącznik docelowy, przełącznik masy i co najmniej jeden kondensator. Górna okładka kondensatora próbkują4

PL 220 358 B1 cego i każdego kondensatora zespołu redystrybucji jest łączona z szyną źródłową, poprzez łącznik źródłowy i/lub z szyną docelową, poprzez łącznik docelowy, a dolna okładka, poprzez przełącznik masy, jest łączona z masą układu lub ze źródłem napięcia pomocniczego. W zespole redystrybucji pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego. Szyna docelowa jest łączona z masą układu poprzez łącznik szyny docelowej oraz jest połączona z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora, którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia odniesienia. Szyna źródłowa jest połączona z wejściem odwracającym pierwszego komparatora, którego wejście nieodwracające jest połączone ze źródłem napięcia pomocniczego. Wejścia sterujące łączników źródłowych oraz łącznika szyny docelowej są połączone, odpowiednio, z wyjściami sterującymi modułu sterującego. Wejścia sterujące łączników docelowych i przełączników masy są ze sobą sprzężone, odpowiednio, i są połączone, odpowiednio, z wyjściami sterującymi modułu sterującego.

Istotną nowością układu jest to, że moduł sterujący jest wyposażony w trzecie wejście sterujące, połączone z wyjściem trzeciego komparatora, którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia przetwarzanego. Wejście nieodwracające trzeciego komparatora jest połączone z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego i sekcją kondensatora próbkującego, która zawiera dodatkowy kondensator próbkujący oraz przełączniki górnych okładek i przełączniki dolnych okładek. Górne okładki kondensatora próbkującego i dodatkowego kondensatora próbkującego są łączone poprzez przełączniki górnych okładek z łącznikiem źródłowym i łącznikiem docelowym lub z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora. Dolne okładki kondensatora próbkującego i dodatkowego kondensatora próbkującego są łączone poprzez przełączniki dolnych okładek z przełącznikiem masy lub z masą układu. Wejścia sterujące przełączników górnych okładek oraz przełączników dolnych okładek są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem sterującym przełącznikami okładek.

Korzystne jest, jeżeli co najmniej jedna sekcja zespołu redystrybucji zawiera dodatkowy kondensator oraz przełączniki górnych okładek i przełączniki dolnych okładek. Górne okładki kondensatora i dodatkowego kondensatora takiej sekcji są łączone poprzez przełączniki górnych okładek z łącznikiem źródłowym i łącznikiem docelowym lub z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora. Dolne okładki kondensatora i dodatkowego kondensatora takiej sekcji są łączone poprzez przełączniki dolnych okładek z przełącznikiem masy lub z masą układu. Wejścia sterujące przełączników górnych okładek i przełączników dolnych okładek są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem sterującym przełącznikami okładek.

Korzystne jest, jeżeli pojemności kondensatora próbkującego i dodatkowego kondensatora próbkującego są nie mniejsze od pojemności kondensatora o największej pojemności w zespole redystrybucji.

Korzystne jest także, jeżeli dodatkowy kondensator zespołu redystrybucji ma pojemność równą, odpowiednio, pojemności kondensatora zespołu redystrybucji.

Zastosowanie dodatkowego kondensatora próbkującego umożliwia wykonywanie dwóch kolejnych faz próbkowania napięcia przetwarzanego bez konieczności wprowadzania pomiędzy nie przerwy służącej do realizowania procesu redystrybucji zgromadzonego ładunku elektrycznego oraz fazy relaksacji. Gromadzenie w dodatkowym kondensatorze próbkującym porcji ładunku elektrycznego odwzorowującej wielkość drugiej z przetwarzanych próbek jest wykonywane równocześnie z realizowaniem procesu redystrybucji porcji ładunku zgromadzonej w kondensatorze próbkującym i reprezentującej pierwszą próbkę. Dzięki temu wyniki każdego z pomiarów są podawane z minimalnym opóźnieniem, równym czasowi realizowania procesu redystrybucji. Ponadto, wykonywanie czynności związanych z przetwarzaniem obu próbek napięcia przez ten sam moduł sterujący, zespół redystrybucji oraz zestaw komparatorów i źródeł prądowych przyczynia się do zredukowania ilości energii pobieranej przez układ w przeliczeniu na pojedynczy proces przetwarzania, podnosząc jego sprawność energetyczną.

Rozpoczynanie nowej fazy próbkowania napięcia elektrycznego po każdym zakończeniu aktualnej fazy próbkowania umożliwia osiągnięcie maksymalnej częstotliwości pobierania i przetwarzania szeregu próbek za pomocą jednego układu. Unika się bowiem konieczności wprowadzania pomiędzy kolejne fazy próbkowania przerw potrzebnych do realizowania procesów redystrybucji zgromadzonych porcji ładunku elektrycznego oraz faz relaksacji.

Zastosowanie dodatkowego kondensatora o największej pojemności w zespole redystrybucji umożliwia dwukrotne zmniejszenie wymaganej pojemności dodatkowego kondensatora próbkującego

PL 220 358 B1 i tym samym istotne ograniczenie powierzchni zajmowanej przez przetwornik wykonany w postaci monolitycznego układu scalonego. Dzięki równoległemu łączeniu dodatkowego kondensatora próbującego z dodatkowym kondensatorem o największej pojemności w zespole redystrybucji maksymalna wielkość napięcia pojawiającego się na dodatkowym kondensatorze próbkującym o zredukowanej pojemności nie ulega zwiększeniu. Ponadto, czas realizowania procesu redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym i łączonym z nim równolegle dodatkowym kondensatorze o największej pojemności w zespole redystrybucji jest krótszy o co najmniej 25%.

Dzięki wyposażeniu układu w trzeci komparator jest możliwe realizowanie procesu redystrybucji zgromadzonej wcześniej porcji ładunku elektrycznego oraz jednoczesne kontrolowanie procesu gromadzenia następnej porcji ładunku elektrycznego, reprezentującej wielkość następnej próbki.

Zaletą jest także pozostawianie w układzie tej części ładunku elektrycznego, która nie została uwzględniona w wartości wygenerowanego słowa cyfrowego. Uwzględnienie jej podczas procesu redystrybucji następnej porcji zgromadzonego ładunku elektrycznego powoduje, iż wartość średnia otrzymanych wyników reprezentuje, z dokładnością do błędu kwantyzacji, wartość średnią wielkości pobranych próbek.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym przedstawiono układ w różnych etapach procesu przetwarzania, a zatem różnych stanach łączników i przełączników:

Fig. 1 - schemat układu w stanie relaksacji, przed rozpoczęciem procesu przetwarzania

Fig. 2 - schemat układu podczas gromadzenia ładunku w kondensatorze próbkującym C_n

Fig. 3 - schemat układu w chwili rozpoczęcia redystrybucji ładunku zgromadzonego w kondensatorze próbkującym Cn

Fig. 4 - schemat układu podczas przenoszenia ładunku z kolejnego kondensatora źródłowego Ci do kondensatora docelowego Ck

Fig. 5 - schemat układu w chwili rozpoczęcia redystrybucji ładunku zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA

Fig. 6 - schemat układu w stanie relaksacji przed rozpoczęciem procesu przetwarzania

Fig. 7 - schemat układu podczas gromadzenia ładunku w kondensatorze próbkującym Cn i łączonym z nim równolegle kondensatorze Cn-1

Fig. 8 - schemat układu w chwili rozpoczęcia redystrybucji ładunku zgromadzonego w kondensatorze próbkującym Cn i kondensatorze Cn-1

Fig. 9 - schemat układu w chwili rozpoczęcia redystrybucji ładunku zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA i dodatkowym kondensatorze Cn-1A

Zgodnie z wynalazkiem sposób bezzegarowego przetwarzania wie lkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe polega na wykrywaniu za pomocą modułu sterującego CM sygnału wyzwalającego i odwzorowywaniu wielkości napięcia przetwarzanego proporcjonalną do niej wielkością ładunku elektrycznego. Ładunek ten dostarcza się za pomocą pierwszego źródła prądowego I i gromadzi się w kondensatorze próbkującym Cn, aż do chwili, gdy porównywane równocześnie za pomocą trzeciego komparatora K3 napięcie Un na kondensatorze próbkującym, jest równe napięciu przetwarzanemu UIN. Następnie realizuje się w zespole redystrybucji A proces redystrybucji zgromadzonego ładunku elektrycznego, za pomocą modułu sterującego CM, przez zmiany stanów sygnałów z odpowiednich wyjść sterujących oraz przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM odpowiednie wartości bitom bn-1, b_n-2, b₁, b₀ słowa cyfrowego. Zespół redystrybucji A zawiera zestaw łączników, przełączników i kondensatorów, takich, że pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego.

Po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w kondensatorze próbkującym Cn oraz wykryciu za pomocą modułu sterującego CM sygnału wyzwalającego ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą pierwszego źródła prądowego I i gromadzi się w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA. Następnie realizuje się proces redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA oraz przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM odpowiednie wartości bitom bn-1, bn-2, ., b1, b0 słowa cyfrowego. Gromadzenie ładunku elektrycznego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA, proces redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA oraz przypisywanie odpowiednich wartości bitom bn-1, bn-2, ., b1, b0 słowa cyfrowego realizuje się tak, jak dla kondensatora próbkującego Cn.

PL 220 358 B1

Inne przykładowe rozwiązanie charakteryzuje się tym, że po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA oraz wykryciu za pomocą modułu sterującego CM sygnału wyzwalającego, rozpoczyna się kolejny cykl, a ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą pierwszego źródła prądowego I i gromadzi się ponownie w kondensatorze próbkującym Cn.

Inne przykładowe rozwiązanie charakteryzuje się tym, że gdy ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą pierwszego źródła prądowego I i gromadzi się w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA, to w tym przykładzie, jednocześnie część dostarczanego ładunku elektrycznego gromadzi się w dodatkowym kondensatorze Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji, łączonym równolegle z dodatkowym kondensatorem próbkującym CnA. Pojemność dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji jest równa pojemności kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji.

Inne przykładowe rozwiązanie charakteryzuje się tym, że po zakończeniu procesu redystrybucji w ostatnim z kondensatorów, na którym podczas realizowania procesu redystrybucji nie uzyskano napięcia odniesienia UL pozostawia się zgromadzony tam ładunek elektryczny.

Szczegółowo, w przykładowym rozwiązaniu, powołany proces redystrybucji przebiega w niżej opisany sposób. Po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w kondensatorze próbkującym Cn, kondensatorowi próbkującemu Cn przypisuje się, za pomocą modułu sterującego CM, funkcję kondensatora źródłowego Ci, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu źródłowego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora próbkującego Cn, a jednocześnie kondensatorowi Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji przypisuje się funkcję kondensatora docelowego Ck, którego indeks jest określany zawartością rejestru indeksu docelowego, wpisując do tego rejestru wartość indeksu kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji. Następnie realizuje się proces redystrybucji zgromadzonego ładunku elektrycznego przenosząc ładunek z kondensatora źródłowego Ci do kondensatora docelowego Ck za pomocą drugiego źródła prądowego J o wydajności dwukrotnie większej od wydajności pierwszego źródła prądowego I. Równocześnie, za pomocą drugiego komparatora K2, porównuje się napięcie Uk narastające na kondensatorze docelowym z napięciem odniesienia UL oraz kontroluje się za pomocą pierwszego komparatora K1 napięcie Ui na kondensatorze źródłowym. Gdy w trakcie przenoszenia ładunku napięcie Ui na kondensatorze źródłowym, kontrolowane za pomocą pierwszego komparatora K1, jest równe zero, wówczas, na podstawie sygnału wyjściowego pierwszego komparatora K1, za pomocą modułu sterującego CM, aktualnemu kondensatorowi docelowemu Ck przypisuje się funkcję kondensatora źródłowego Ci wpisując do rejestru indeksu źródłowego aktualną zawartość rejestru indeksu docelowego, a funkcję kondensatora docelowego Ck przypisuje się kolejnemu kondensatorowi zespołu redystrybucji A, o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu docelowego i kontynuuje się przenoszenie ładunku za pomocą drugiego źródła prądowego J z nowego kondensatora źródłowego Ci do nowego kondensatora docelowego Ck. Gdy natomiast w trakcie przenoszenia ładunku z kondensatora źródłowego Ci do kondensatora docelowego Ck, porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora K2, napięcie Ck na kondensatorze docelowym jest równe napięciu odniesienia UL, wówczas na podstawie sygnału wyjściowego drugiego komparatora K2 funkcję kondensatora docelowego Ck przypisuje się, za pomocą modułu sterującego CM, kolejnemu kondensatorowi zespołu redystrybucji A, o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, zmniejszając o jeden zawartość rejestru indeksu docelowego i kontynuuje się przenoszenie ładunku z kondensatora źródłowego Ci do nowego kondensatora docelowego Ck. Proces redystrybucji nadzoruje się za pomocą modułu sterującego CM na podstawie sygnałów wyjściowych pierwszego komparatora K1 i drugiego komparatora K2 aż do momentu, gdy podczas pełnienia funkcji kondensatora docelowego Ck przez kondensator C0 o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji, kontrolowane równocześnie za pomocą pierwszego komparatora K1, napięcie Ui na aktualnym kondensatorze źródłowym jest równe zero albo porównywane równocześnie za pomocą drugiego komparatora K2 napięcie U0, narastające na kondensatorze o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji, jest równe napięciu odniesienia UL. Bitom słowa cyfrowego, przyporządkowanym kondensatorom zespołu redystrybucji, na których uzyskano napięcie o wartości napięcia odniesienia UL przypisuje się za pomocą modułu sterującego CM wartość jeden, zaś pozostałym bitom słowa cyfrowego przypisuje się wartość zero.

Zgodnie z wynalazkiem układ do bezzegarowego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe zawiera zespół redystrybucji A, którego wejścia sterujące są połączone z wyjPL 220 358 B1 ściami sterującymi modułu sterującego CM. Moduł sterujący CM jest wyposażony w wyjście słowa cyfrowego B, wyjście zakończenia przetwarzania OutR, wejście wyzwalające InS oraz pierwsze wejście sterujące In1, połączone z wyjściem pierwszego komparatora K1, drugie wejście sterujące In2, połączone z wyjściem drugiego komparatora K2 i trzecie wejście sterujące In3, połączone z wyjściem trzeciego komparatora K3.

Do zespołu redystrybucji A jest podłączone źródło napięcia pomocniczego UH, sekcja kondensatora próbkującego An i drugie sterowane źródło prądowe J o wydajności dwukrotnie większej od wydajności pierwszego źródła prądowego I. Wejście sterujące drugiego źródła prądowego J jest połączone z wyjściem sterującym drugim źródłem prądowym AJ. Pierwszy biegun drugiego źródła prądowego J jest połączony z szyną źródłową H, a drugi biegun drugiego źródła prądowego J jest połączony z szyną docelową L. Źródło napięcia zasilającego UDD jest połączone z pierwszym biegunem pierwszego źródła prądowego I, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym pierwszym źródłem prądowym AI. Zespół redystrybucji zawiera sekcje, których liczba n jest równa liczbie bitów słowa cyfrowego. Sekcja kondensatora próbkującego An i sekcje zespołu redystrybucji A zawierają łączniki źródłowe S_Hn; S_Hn-i, S_Hn-2, ..., S_H1, S_H0, łączniki docelowe S_Ln; S_Ln-i, S_Ln-2, ..., S_L1, S_L0, przełączniki masy S_Gn; S_Gn-1, S_Gn-2, S_G1, S_G0, i kondensatory C_n; C_n-1, C_n-2, ..., C₁, C₀. Górne okładki kondensatorów Cn-i, Cn-2, ..., Ci, C0 zespołu redystrybucji są połączone z szyną źródłową H, poprzez łączniki źródłowe SHn-1, SHn-2, ..., SH1, SH0 i z szyną docelową L, poprzez łączniki docelowe SLn-1, SLn-2, ., SL1, SL0, a dolne okładki tych kondensatorów, poprzez przełączniki masy SGn-1, SGn-2, ., SG1, SG0, są połączone z masą układu oraz ze źródłem napięcia pomocniczego UH. W zespole redystrybucji A pojemność każdego kondensatora Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego. Pojemność kondensatora próbkującego Cn jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji. Każdemu kondensatorowi Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0 zespołu redystrybucji jest przyporządkowany, odpowiednio, bit bn-1, bn-2, ..., b1, b0 słowa cyfrowego. Szyna docelowa L jest połączona z masą układu poprzez łącznik szyny docelowej SGall oraz z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora K2, którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia odniesienia UL. Szyna źródłowa H jest połączona z wejściem odwracającym pierwszego komparatora K1, którego wejście nieodwracające jest połączone ze źródłem napięcia pomocniczego UH. Wejścia sterujące łączników źródłowych SHn; SHn-1, SHn-2, ., SH1, SH0, oraz łącznika szyny docelowej SGall są połączone, odpowiednio, z wyjściami sterującymi Dn; Dn-1, Dn-2, ..., D1, D0; Dall. Wejścia sterujące łączników docelowych SLn; SLn-1, SLn-2, ., SL1, SL0, i przełączników masy SGn; SGn-1, SGn-2, ., SG1, SG0 są ze sobą sprzężone, odpowiednio, i są połączone odpowiednio z wyjściami sterującymi In; In-1, In-2, ..., I1, I0.

Wejście odwracające trzeciego komparatora K3 jest połączone ze źródłem napięcia przetwarzanego UIN. Wejście nieodwracające trzeciego komparatora K3 jest połączone z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego i sekcją kondensatora próbkującego An, która zawiera dodatkowy kondensator próbkujący CnA oraz przełączniki górnych okładek STn, STnA i przełączniki dolnych okładek SBn, SBnA. Pojemność dodatkowego kondensatora próbkującego CnA jest równa pojemności kondensatora próbkującego Cn. Górne okładki kondensatora próbkującego Cn i dodatkowego kondensatora próbkującego CnA są połączone, poprzez przełączniki górnych okładek STn, STnA z łącznikiem źródłowym SHn i łącznikiem docelowym SLn oraz z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3. Dolne okładki kondensatora próbkującego Cn i dodatkowego kondensatora próbkującego CnA są połączone, poprzez przełączniki dolnych okładek SBn, SBnA z przełącznikiem masy SGn oraz z masą układu. Wejścia sterujące przełączników górnych okładek STn, STnA oraz przełączników dolnych okładek SBn, SBnA są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem sterującym przełącznikami okładek AC. Łącznik źródłowy SHn jest połączony z szyną źródłową H, łącznik docelowy SLn jest połączony z szyną docelową L, a przełącznik masy SGn jest połączony z masą układu oraz ze źródłem napięcia pomocniczego UH.

W innym przykładowym rozwiązaniu sekcja kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji zawiera dodatkowy kondensator Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji oraz przełączniki górnych okładek STn-1, STn-1A i przełączniki dolnych okładek SBn-1, SB1A. Dodatkowy kondensator Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji ma pojemność równą pojemności kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji. Górne okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji i dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji są połączone, poprzez przełączniki górnych okładek STn-1, STn-1A z łącznikiem źródłowym SHn-1 i łącznikiem docelowym SLn-1 oraz z drugim biegunem pierw8

PL 220 358 B1 szego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3. Dolne okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji i dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji są połączone, poprzez przełączniki dolnych okładek SBn-1, SBn-1A z przełącznikiem masy SGn-1 oraz z masą układu. Wejścia sterujące przełączników górnych okładek STn-1, STn-1A i przełączników dolnych okładek SBn-1, SBn-1A są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem sterującym przełącznikami okładek AC.

Sposób przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe realizowany, według wynalazku, w pierwszym przykładowym układzie jest następujący. Przed rozpoczęciem pierwszego procesu przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe o liczbie bitów równej n moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania OutR w stan nieaktywny. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego pierwszym źródłem prądowym AI moduł sterujący CM powoduje wyłączenie pierwszego źródła prądowego I, zaś przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego drugim źródłem prądowym AJ powoduje wyłączenie drugiego źródła prądowego J. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC moduł sterujący CM powoduje przełączenie przełączników górnych okładek STn, STnA oraz przełączników dolnych okładek SBn, SBnA i połączenie górnej okładki kondensatora próbkującego Cn z łącznikiem źródłowym SHn i łącznikiem docelowym SLn, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie dolnej okładki kondensatora próbkującego Cn z przełącznikiem masy SGn oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z masą układu. Następnie moduł sterujący CM wprowadza układ w stan relaksacji, pokazanym na fig. 1. W tym celu moduł sterujący CM, przy pomocy sygnałów z wyjść sterujących D_n-1, D_n-2, ..., D₁, D₀; powoduje otwarcie łączników źródłowych S_Hn-1, S_Hn-2, ..., S_H1, SH0. Przy pomocy sygnałów z wyjść sterujących In; In-1, In-2, ..., I1, I0 moduł sterujący CM powoduje zamknięcie łączników docelowych SLn; SLn-i, SLn-2, ., SLi, SL0 i połączenie górnych okładek kondensatora próbkującego Cn i wszystkich kondensatorów Cn-i, Cn-2, ..., Ci, C0 zespołu redystrybucji z szyną docelową L oraz przełączenie przełączników masy SGn; SGn-i, SGn-2, ., SGi, SG0 i połączenie dolnych okładek kondensatora próbkującego Cn i wszystkich kondensatorów Cn-i, Cn-2, ..., Ci, C0 zespołu redystrybucji z masą układu. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Dall moduł sterujący CM powoduje zamknięcie łącznika szyny docelowej SGall i połączenie szyny docelowej L z masą układu, wymuszając całkowite rozładowanie kondensatora próbkującego Cn i wszystkich kondensatorów Cn-i, Cn-2, ..., Ci, C0 zespołu redystrybucji. Jednocześnie, moduł sterujący CM powoduje przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Dn zamknięcie łącznika źródłowego SHn i połączenie szyny źródłowej H z szyną docelową L i z masą układu, uniemożliwiając pojawienie się na szynie źródłowej H potencjału o przypadkowej wielkości.

W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM sygnału wyzwalającego, podanego na wejście wyzwalające InS, moduł sterujący CM wprowadza układ w stan pokazany na fig. 2. W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC, przełączenie przełączników górnych okładek STn, STnA oraz przełączników dolnych okładek SBn, SBnA i połączenie górnej okładki kondensatora próbkującego Cn z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z łącznikiem źródłowym SHn i łącznikiem docelowym SLn, połączenie dolnej okładki kondensatora próbkującego Cn z masą układu oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z przełącznikiem masy SGn, wymuszając całkowite rozładowanie dodatkowego kondensatora próbkującego CnA. Następnie moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego pierwszym źródłem prądowym AI, włączenie pierwszego źródła prądowego I. Ładunek elektryczny dostarczany za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony w kondensatorze próbkującym Cn, który, jako jedyny, jest wówczas połączony z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełącznik górnej okładki STn. Napięcie Un narastające na kondensatorze próbkującym jest porównywane, za pomocą trzeciego komparatora K3, z napięciem przetwarzanym UIN.

W chwili osiągnięcia przez napięcie Un na kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN, moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego trzeciego komparatora K3, wprowadza układ w stan pokazany na fig. 3. W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Dall, otwarcie łącznika szyny docelowej SGall i odłączenie szyny docelowej L od masy układu. Przy pomocy sygnałów z wyjść sterujących In; In-2, ..., Ii, I0 moduł sterujący CM powoduje otwarcie łączników docelowych SLn; SLn-2, ., SLi, SL0, i odłączenie górnych okładek dodatPL 220 358 B1 kowego kondensatora próbkującego CnA i kondensatorów Cn-2, ..., C1, C0 zespołu redystrybucji od szyny docelowej L oraz przełączenie przełączników masy S_Gn; S_Gn-2, S_G1, S_G0 i połączenie dolnych okładek dodatkowego kondensatora próbkującego CnA i kondensatorów Cn-2, ..., C1, C0 zespołu redystrybucji ze źródłem napięcia pomocniczego UH. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC moduł sterujący CM powoduje przełączenie przełączników górnych okładek STn, STnA oraz przełączników dolnych okładek SBn, SBnA i połączenie górnej okładki kondensatora próbkującego Cn z łącznikiem źródłowym SHn i łącznikiem docelowym SLn, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie dolnej okładki kondensatora próbkującego Cn z przełącznikiem masy SGn oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z masą układu.

W przypadku, gdy w chwili osiągnięcia przez napięcie Un na kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN moduł sterujący CM nie wykryje jednocześnie sygnału wyzwalającego podanego na wejście wyzwalające InS, moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego trzeciego komparatora K3, powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego pierwszym źródłem prądowym AJ, wyłączenie pierwszego źródła prądowego I. W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM sygnału wyzwalającego podanego na wejście wyzwalające InS, moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego pierwszym źródłem prądowym AI, ponowne włączenie pierwszego źródła prądowego I. Ładunek elektryczny dostarczany za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA, który, jako jedyny jest wówczas połączony z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełącznik górnej okładki STnA. Napięcie UnA narastające na dodatkowym kondensatorze próbkującym jest porównywane, za pomocą trzeciego komparatora K3, z napięciem przetwarzanym UIN.

W przypadku, gdy w chwili osiągnięcia przez napięcie Un na kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN moduł sterujący CM wykryje jednocześnie sygnał wyzwalający podany na wejście wyzwalające InS, ładunek elektryczny dostarczany nadal za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA, który, jako jedyny, jest wówczas połączony z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełącznik górnej okładki STnA. Napięcie UnA narastające na dodatkowym kondensatorze próbkującym jest porównywane, za pomocą trzeciego komparatora K3, z napięciem przetwarzanym UIN.

W obu przypadkach moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania OutR w stan nieaktywny oraz przypisuje wszystkim bitom bn-1, bn-2, ., b1, b0 słowa cyfrowego wartość początkową zero. Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora źródłowego Ci kondensatorowi próbkującemu Cn przez wpisanie do rejestru indeksu źródłowego wartości indeksu kondensatora próbkującego. Jednocześnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck kondensatorowi Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji przez wpisanie do rejestru indeksu docelowego wartości indeksu kondensatora o największej pojemności w zespole redystrybucji. Następnie moduł sterujący CM rozpoczyna realizowanie procesu redystrybucji zgromadzonego ładunku elektrycznego. W tym celu moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego drugim źródłem prądowym AJ włączenie drugiego źródła prądowego J. Ładunek elektryczny zgromadzony w kondensatorze źródłowym Ci jest przenoszony za pomocą drugiego źródła prądowego J poprzez szynę źródłową H i szynę docelową L do kondensatora docelowego Ck, przy czym w trakcie przenoszenia ładunku napięcie Ui na kondensatorze źródłowym stopniowo maleje i jednocześnie napięcie Uk na kondensatorze docelowym stopniowo rośnie.

W przypadku, gdy podczas przenoszenia ładunku elektrycznego napięcie Uk na aktualnym kondensatorze docelowym osiągnie wielkość napięcia odniesienia UL, wówczas, na podstawie sygnału wyjściowego drugiego komparatora K2, moduł sterujący CM przypisuje odpowiedniemu bitowi bk słowa cyfrowego wartość jeden. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Uk moduł sterujący CM powoduje otwarcie łącznika docelowego SLk i odłączenie górnej okładki kondensatora docelowego Ck od szyny docelowej L oraz równoczesne przełączenie przełącznika masy SGk i połączenie dolnej okładki kondensatora docelowego Ck ze źródłem napięcia pomocniczego UH. Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu redystrybucji A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej, przez zmniejszenie o jeden zawartości rejestru indeksu docelowego. Przy

PL 220 358 B1 pomocy sygnału z wyjścia sterującego Ik moduł sterujący CM powoduje zamknięcie łącznika docelowego SLk i połączenie górnej okładki nowego kondensatora docelowego Ck z szyną docelową L oraz równoczesne przełączenie przełącznika masy SGk i połączenie dolnej okładki kondensatora docelowego Ck z masą układu.

W przypadku, gdy podczas przenoszenia ładunku elektrycznego napięcie Ui na kondensatorze źródłowym osiągnie wartość zero, wówczas, na podstawie sygnału wyjściowego pierwszego komparatora K1, moduł sterujący CM, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Di, powoduje otwarcie łącznika źródłowego SHI i odłączenie górnej okładki kondensatora źródłowego Ci od szyny źródłowej H. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Ik moduł sterujący CM powoduje otwarcie łącznika docelowego SLk i odłączenie górnej okładki kondensatora docelowego Ck od szyny docelowej L oraz równoczesne przełączenie przełącznika masy SGk i połączenie dolnej okładki kondensatora docelowego Ck ze źródłem napięcia pomocniczego UH. Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora źródłowego Ci kondensatorowi, który do tej pory pełnił funkcję kondensatora docelowego Ck przez wpisanie aktualnej zawartości rejestru indeksu docelowego do rejestru indeksu źródłowego. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Di moduł sterujący CM powoduje zamknięcie łącznika źródłowego SHi i połączenie górnej okładki nowego kondensatora źródłowego C1 z szyną źródłową H. Następnie moduł sterujący CM zmniejsza o jeden zawartość rejestru indeksu docelowego i przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck kolejnemu kondensatorowi zespołu redystrybucji A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Ik moduł sterujący CM powoduje zamknięcie łącznika docelowego SLk i połączenie górnej okładki nowego kondensatora docelowego Ck z szyną docelową L oraz równoczesne przełączenie przełącznika masy SGk i połączenie dolnej okładki nowego kondensatora docelowego Ck z masą układu. Opisany powyżej stan układu pokazano na fig. 4.

W obu przypadkach moduł sterujący CM kontynuuje proces redystrybucji ładunku elektrycznego na podstawie sygnałów wyjściowych pierwszego komparatora K1 i drugiego komparatora K2. Każde pojawienie się stanu aktywnego na wyjściu drugiego komparatora K2 powoduje przypisanie funkcji kondensatora docelowego Ck następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu redystrybucji A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora, który pełnił tę funkcję bezpośrednio wcześniej. Każde pojawienie się stanu aktywnego na wyjściu pierwszego komparatora K1 powoduje przypisanie funkcji kondensatora źródłowego C1 kondensatorowi zespołu redystrybucji A, który aktualnie pełnił funkcję kondensatora docelowego Ck i jednocześnie przypisanie funkcji kondensatora docelowego Ck następnemu w kolejności kondensatorowi zespołu redystrybucji A o pojemności dwukrotnie mniejszej od pojemności kondensatora pełniącego tę funkcję bezpośrednio wcześniej. Proces redystrybucji ładunku zostaje zakończony w chwili, gdy funkcję kondensatora docelowego Ck przestaje pełnić kondensator C0 o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji. Sytuacja taka występuje, gdy podczas przenoszenia ładunku do kondensatora C0 o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji na wyjściu pierwszego komparatora K1 albo na wyjściu drugiego komparatora K2 pojawia się stan aktywny. Gdy stan aktywny pojawia się na wyjściu drugiego komparatora K2, moduł sterujący CM przypisuje bitowi b0 wartości jeden.

Po zakończeniu procesu redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w kondensatorze próbkującym C_n oraz przypisaniu odpowiednich wartości bitom b_n-1, b_n-2, b₁, b₀ słowa cyfrowego, moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania OutR w stan aktywny. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego drugim źródłem prądowym AJ moduł sterujący CM powoduje wyłączenie drugiego źródła prądowego J. Następnie moduł sterujący CM wprowadza układ w stan relaksacji, pokazany na fig. 1.

Po osiągnięciu przez napięcie UnA na dodatkowym kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN, moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego trzeciego komparatora K3, wprowadza układ w stan pokazany na fig. 5. W tym celu moduł sterujący CM, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Dall powoduje otwarcie łącznika szyny docelowej SGall i odłączenie szyny docelowej L od masy układu. Przy pomocy sygnałów z wyjść sterujących In; In-2, ..., I1, I0 moduł sterujący CM powoduje otwarcie łączników docelowych SLn; SLn-2, , SL1, SL0, i odłączenie górnych okładek kondensatora próbkującego Cn i kondensatorów Cn-2, ..., C1, C0 zespołu redystrybucji od szyny docelowej L oraz przełączenie przełączników masy SGn; SGn-2, , SG1, SG0 i połączenie dolnych okładek kondensatora próbkującego Cn i kondensatorów Cn-2, ..., C1, C0 zespołu redystrybucji ze źródłem napięcia pomocniczego UH. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC moduł sterujący CM powoduje przełączenie przełączników górnych okładek STn, STnA oraz przełączników

PL 220 358 B1 dolnych okładek SBn, SBnA i połączenie górnej okładki kondensatora próbkującego Cn z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z łącznikiem źródłowym SHn i łącznikiem docelowym SLn, połączenie dolnej okładki kondensatora próbkującego Cn z masą układu oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora próbkującego CnA z przełącznikiem masy SGn.

W przypadku, gdy w chwili osiągnięcia przez napięcie UnA na dodatkowym kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN moduł sterujący CM nie wykryje jednocześnie sygnału wyzwalającego podanego na wejście wyzwalające InS, moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego trzeciego komparatora K3, powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego pierwszym źródłem prądowym AI, wyłączenie pierwszego źródła prądowego I. W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM sygnału wyzwalającego podanego na wejście wyzwalające InS, moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego pierwszym źródłem prądowym AI, ponowne włączenie pierwszego źródła prądowego I. Ładunek elektryczny dostarczany za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony w kondensatorze próbkującym Cn, który, jako jedyny, jest wówczas połączony z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełącznik górnej okładki STn. Napięcie Un narastające na kondensatorze próbkującym jest porównywane, za pomocą trzeciego komparatora K3, z napięciem przetwarzanym UIN.

W przypadku, gdy w chwili osiągnięcia przez napięcie UnA na dodatkowym kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN moduł sterujący CM wykryje jednocześnie sygnał wyzwalający podany na wejście wyzwalające InS, ładunek elektryczny dostarczany nadal za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony w kondensatorze próbkującym Cn, który, jako jedyny, jest wówczas połączony z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełącznik górnej okładki STn. Napięcie Un narastające na kondensatorze próbkującym jest porównywane, za pomocą trzeciego komparatora K3, z napięciem przetwarzanym UIN.

W obu przypadkach moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania OutR w stan nieaktywny oraz przypisuje wszystkim bitom bn-1, bn-2, b1, b0 słowa cyfrowego wartość początkową zero. Następnie moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora źródłowego Ci dodatkowemu kondensatorowi próbkującemu CnA przez wpisanie do rejestru indeksu źródłowego wartości indeksu kondensatora próbkującego Cn. Jednocześnie, moduł sterujący CM przypisuje funkcję kondensatora docelowego Ck kondensatorowi Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji przez wpisanie do rejestru indeksu docelowego wartości indeksu kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji. Następnie moduł sterujący CM powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego drugim źródłem prądowym AJ, włączenie drugiego źródła prądowego J i rozpoczyna realizowanie procesu redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA. Proces ten dobiega końca w chwili, gdy funkcję kondensatora docelowego Ck przestaje pełnić kondensator C0 o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji.

Po zakończeniu procesu redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA oraz przypisaniu odpowiednich wartości bitom bn-1, bn-2, ., b1, b0 słowa cyfrowego moduł sterujący CM wprowadza wyjście zakończenia przetwarzania OutR w stan aktywny. Przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego drugim źródłem prądowym AJ moduł sterujący CM powoduje wyłączenie drugiego źródła prądowego J. Następnie moduł sterujący CM wprowadza układ w stan relaksacji, pokazany na fig. 2.

Sposób przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe realizowany, według wynalazku, w drugim przykładowym układzie jest następujący. Przed rozpoczęciem pierwszego procesu przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe o liczbie bitów równej n moduł sterujący CM powoduje dodatkowo, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC, przełączenie przełączników górnych okładek STn-1, STn-1A oraz przełączników dolnych okładek SBn-1, SBn-1A i połączenie górnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z łącznikiem źródłowym SHn-1 i łącznikiem docelowym SLn-1, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie dolnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z przełącznikiem

PL 220 358 B1 masy SGn-1 oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z masą układu. Opisany powyżej stan układu pokazano na fig. 6.

W chwili wykrycia przez moduł sterujący CM sygnału wyzwalającego, podanego na wejście wyzwalające InS, moduł sterujący powoduje dodatkowo, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC, przełączenie przełączników górnych okładek STn-1, STn-1A oraz przełączników dolnych okładek SBn-1, SBn-1A i połączenie górnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z łącznikiem źródłowym SHn-1 i łącznikiem docelowym SLn-1, połączenie dolnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z masą układu oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z przełącznikiem masy SGn-1, wymuszając całkowite rozładowanie dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji. Ładunek elektryczny dostarczany za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony jednocześnie w kondensatorze próbkującym Cn oraz łączonym z nim równolegle kondensatorze Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji, które, jako jedyne, są wówczas połączone z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełączniki górnych okładek STn, STn-1. Opisany powyżej stan układu pokazano na fig. 7.

Po osiągnięciu przez napięcie Un na kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN, moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego trzeciego komparatora K3, powoduje dodatkowo, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC, przełączenie przełączników górnych okładek STn-1, STn-1A oraz przełączników dolnych okładek SBn-1, SBn-1A i połączenie górnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z łącznikiem źródłowym SHn-1 i łącznikiem docelowym SLn-1, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie dolnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z przełącznikiem masy SGn oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z masą układu. Opisany powyżej stan układu pokazano na fig. 8.

Po wykryciu przez moduł sterujący CM sygnału wyzwalającego, podanego na wejście wyzwalające InS, ładunek elektryczny dostarczany za pomocą pierwszego źródła prądowego I jest gromadzony jednocześnie w dodatkowym kondensatorze próbkującym CnA oraz łączonym z nim równolegle dodatkowym kondensatorze Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji, które, jako jedyne, są wówczas połączone z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego I i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3 poprzez przełączniki górnych okładek STnA, STn-1A.

Po osiągnięciu przez napięcie UnA na dodatkowym kondensatorze próbkującym wielkości napięcia przetwarzanego UIN, moduł sterujący CM, na podstawie sygnału wyjściowego trzeciego komparatora K3, powoduje dodatkowo, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego przełącznikami okładek AC, przełączenie przełączników górnych okładek STn-1, STn-1A oraz przełączników dolnych okładek SBn-1, SBn-1A i połączenie górnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego 1 i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora K3, połączenie górnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z łącznikiem źródłowym SHn-1 i łącznikiem docelowym SLn-1, połączenie dolnej okładki kondensatora Cn-1 o największej pojemności w zespole redystrybucji z masą układu oraz połączenie dolnej okładki dodatkowego kondensatora Cn-1A o największej pojemności w zespole redystrybucji z przełącznikiem masy SGn-1. Opisany powyżej stan układu pokazano na fig. 9.

Inny sposób przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe realizowany, według wynalazku, w przykładowym układzie różni się od poprzednich tym, że po każdym zakończeniu procesu redystrybucji zgromadzonego ładunku elektrycznego moduł sterujący CM pozostawia w ostatnim z kondensatorów, na którym podczas realizowania procesu redystrybucji nie uzyskano napięcia odniesienia UL zgromadzony tam ładunek elektryczny.

W przypadku, gdy moduł sterujący CM podczas realizowania procesu redystrybucji przypisał bitowi b0 wartość zero, moduł sterujący CM, wprowadzając układ w stan relaksacji powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego l0, otwarcie łącznika docelowego SL0 i odłączenie górnej okładki kondensatora C0 o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji od szyny docelowej L oraz przePL 220 358 B1 łączenie przełącznika masy SG0 i połączenie dolnej okładki kondensatora C0 o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji ze źródłem napięcia pomocniczego UH.

W przypadku, gdy moduł sterujący CM podczas realizowania procesu redystrybucji przypisał bitowi b0 wartość jeden, moduł sterujący CM, wprowadzając układ w stan relaksacji powoduje, przy pomocy sygnału z wyjścia sterującego Ii, otwarcie łącznika docelowego SLi i odłączenie górnej okładki kondensatora źródłowego Ci od szyny docelowej L oraz przełączenie przełącznika masy SGi i połączenie dolnej okładki kondensatora źródłowego Ci ze źródłem napięcia pomocniczego UH.

Wykaz oznaczeń na rysunku

A zespół redystrybucji

An sekcja kondensatora próbkującego

CM moduł sterujący

Ki pierwszy komparator

K2 drugi komparator

K3 trzeci komparator

I pierwsze źródło prądowe

J drugie źródło prądowe

UH napięcie pomocnicze

UL napięcie odniesienia

UIN napięcie przetwarzane

UDD napięcie zasilania

InS wejście wyzwalające

Ini pierwsze wejście sterujące

In2 drugie wejście sterujące

In3 trzecie wejście sterujące

B wyjście słowa cyfrowego

OutR wyjście zakończenia przetwarzania

H szyna źródłowa

L szyna docelowa

Cn kondensator próbkujący

Cn-i, Cn-2, ., Ci, C0 kondensatory zespołu redystrybucji

Cn-i kondensator o największej pojemności w zespole redystrybucji C0 kondensator o najmniejszej pojemności w zespole redystrybucji CnA dodatkowy kondensator próbkujący

Cn-iA dodatkowy kondensator o największej pojemności w zespole redystrybucji Ci kondensator źródłowy

Ck kondensator docelowy

Un-i, Un-2, ..., Ui, U0 napięcie na kondensatorach zespołu redystrybucji

Un napięcie na kondensatorze próbkującym

UnA napięcie na dodatkowym kondensatorze próbkującym

Ui napięcie na kondensatorze źródłowym

Uk napięcie na kondensatorze docelowym bn-i, bn-2, ..., bi, ., bk, ., bi, b0, bity słowa cyfrowego

SHn; SHn-i, SHn-2, ., SHi, ., SHk, ., SHi, SH0 łączniki źródłowe

SLn; SLn-i, SLn-2, ., SLi, ., SLk, ., SLi, SL0 łączniki docelowe

SGn; SGn-i, SGn-2, ., SGi, ., SGk, ., SGi, SG0 przełączniki masy

STn; STn-i, STnA, STn-iA przełączniki górnych okładek

SBn; SBn-i, SBnA, SBn-iA przełączniki dolnych okładek

SGall łącznik szyny docelowej

AC wyjście sterujące przełącznikami okładek

AI wyjście sterujące pierwszym źródłem prądowym

AJ wyjście sterujące drugim źródłem prądowym

In; In-i, In-2, ..., Ii, ., Ik, ., Ii, I0 wyjścia sterujące

Dn; Dn-i, Dn-2, ..., Di, ., Dk, ., Di, D0; Dall wyjścia sterujące

Claims

1. Sposób bezzegarowego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe, polegający na wykrywaniu za pomocą modułu sterującego sygnału wyzwalającego i odwzorowywaniu wielkości napięcia przetwarzanego proporcjonalną do niej wielkością ładunku elektrycznego, który dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w kondensatorze próbkującym, lub w kondensatorze próbkującym i łączonym z nim równolegle kondensatorze o największej pojemności w zespole redystrybucji, aż do chwili, gdy porównywane równocześnie za pomocą komparatora napięcie narastające na kondensatorze próbkującym jest równe napięciu przetwarzanemu, a następnie realizowaniu w zespole redystrybucji procesu redystrybucji zgromadzon ego ładunku elektrycznego, w znany sposób, za pomocą modułu sterującego, przez zmiany stanów sygnałów z odpowiednich wyjść sterujących, przy czym zespół redystrybucji zawiera zestaw łączników, przełączników i kondensatorów, takich, że pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego oraz przypisaniu za pomocą modułu sterującego, odpowiednich wartości bitom słowa cyfrowego, znamienny tym, że po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w kondensatorze próbkującym (Cn), lub w kondensatorze próbkującym (Cn) i łączonym z nim równolegle kondensatorze (Cn-1) o największej pojemności w zespole redystrybucji, oraz wykryciu za pomocą modułu sterującego (CM) sygnału wyzwalającego, ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w dodatkowym kondensatorze próbkującym (CnA), a następnie realizuje się proces redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym (CnA) oraz przypisuje się za pomocą modułu sterującego (CM) odpowiednie wartości bitom (bn-1, bn-2, ., b1, b0) słowa cyfrowego, przy czym gromadzenie ładunku elektrycznego w dodatkowym kondensatorze próbkującym (CnA), proces redystrybucji ładunku elektrycznego zgromadzonego w dodatkowym kondensatorze próbkującym (CnA) oraz przypisywanie odpowiednich wartości bitom (bn-1, bn-2, ..., b1, b0) słowa cyfrowego realizuje się tak, jak dla kondensatora próbkującego (Cn).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po zakończeniu gromadzenia ładunku elektrycznego w dodatkowym kondensatorze próbkującym (Cn) oraz wykryciu za pomocą modułu sterującego (CM) sygnału wyzwalającego, rozpoczyna się kolejny cykl, a ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się ponownie w kondensatorze próbkującym (Cn) lub w kondensatorze próbkującym (Cn) i łączonym z nim równolegle kondensatorze (Cn-1) o największej pojemności w zespole redystrybucji.

3. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że gdy ładunek elektryczny dostarcza się za pomocą źródła prądowego i gromadzi się w dodatkowym kondensatorze próbkującym (CnA), to jednocześnie część dostarczanego ładunku elektrycznego gromadzi się w dodatkowym kondensatorze (Cn-1A) o największej pojemności w zespole redystrybucji, łączonym równolegle z dodatkowym kondensatorem próbkującym (CnA), przy czym pojemność dodatkowego kondensatora (Cn-1A) o największej pojemności w zespole redystrybucji jest równa pojemności kondensatora (Cn-1) o największej pojemności w zespole redystrybucji.

4. Sposób według zastrz. 1, 2 i 3, znamienny tym, że po zakończeniu procesu redystrybucji, w ostatnim z kondensatorów, który podczas realizowania procesu redystrybucji nie został naładowany do napięcia odniesienia (UL), pozostawia się zgromadzony tam ładunek elektryczny.

5. Układ do bezzegarowego przetwarzania wielkości napięcia elektrycznego na słowo cyfrowe, zawierający zespół redystrybucji, którego wejścia sterujące są połączone z wyjściami sterującymi modułu sterującego, a moduł sterujący jest wyposażony w wyjście słowa cyfrowego, wyjście zakończenia przetwarzania, wejście wyzwalające oraz pierwsze wejście sterujące, połączone z wyjściem pierwszego komparatora i drugie wejście sterujące, połączone z wyjściem drugiego komparatora, zaś do zespołu redystrybucji jest podłączone źródło napięcia pomocniczego, sekcja kondensatora próbkującego i drugie sterowane źródło prądowe, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym drugim źródłem prądowym, przy czym pierwszy biegun drugiego źródła prądowego jest połączony z szyną źródłową, a drugi biegun drugiego źródła prądowego jest połączony z szyną docelową, zaś źródło napięcia zasilającego jest połączone z pierwszym biegunem pierwszego źródła prądowego, którego wejście sterujące jest połączone z wyjściem sterującym pierwszym źródłem prądowym, przy czym zespół redystrybucji zawiera sekcje, których liczba jest równa liczbie bitów słowa cyfrowego, a sekcja kondensatora próbkującego i każda sekcja zespołu redystrybucji zawiera łącznik źródłowy, łącznik docelowy, przełącznik masy i co najmniej jeden kondensator, którego górna okładka jest łąPL 220 358 B1 czona z szyną źródłową, poprzez łącznik źródłowy i/lub z szyną docelową, poprzez łącznik docelowy, a dolna okładka, poprzez przełącznik masy, jest łączona z masą układu lub ze źródłem napięcia pomocniczego, przy czym w zespole redystrybucji pojemność każdego kondensatora o kolejnym indeksie jest dwukrotnie większa od pojemności kondensatora bezpośrednio go poprzedzającego, a ponadto szyna docelowa jest połączona z masą układu poprzez łącznik szyny docelowej oraz z wejściem nieodwracającym drugiego komparatora, którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia odniesienia, zaś szyna źródłowa jest połączona z wejściem odwracającym pierwszego komparatora, którego wejście nieodwracające jest połączone ze źródłem napięcia pomocniczego, natomiast wejścia sterujące łączników źródłowych oraz łącznika szyny docelowej są połączone, odpowiednio, z wyjściami sterującymi modułu sterującego, a wejścia sterujące łączników docelowych i przełączników masy są ze sobą sprzężone, odpowiednio, i połączone, odpowiednio, z wyjściami sterującymi modułu sterującego, znamienny tym, że moduł sterujący (CM) jest wyposażony w trzecie wejście sterujące (In3), połączone z wyjściem trzeciego komparatora (K3), którego wejście odwracające jest połączone ze źródłem napięcia przetwarzanego (UIN), a wejście nieodwracające trzeciego komparatora (K3) jest połączone z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego (I) i sekcją kondensatora próbkującego (An), która zawiera dodatkowy kondensator próbkujący (CnA) oraz przełączniki górnych okładek (STn, STnA) i przełączniki dolnych okładek (SBn, SBnA), przy czym górne okładki kondensatora próbkującego (Cn) i dodatkowego kondensatora próbkującego (Cn-1) są łączone poprzez przełączniki górnych okładek (STn, STnA) z łącznikiem źródłowym (SHn) i łącznikiem docelowym (SLn) lub z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego (I) i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora (K3), natomiast dolne okładki kondensatora próbkującego (Cn) i dodatkowego kondensatora próbkującego (CnA) są łączone poprzez przełączniki dolnych okładek (SBn, SBnA) z przełącznikiem masy (SGn) lub z masą układu, zaś wejścia sterujące przełączników górnych okładek (STn, STnA) oraz przełączników dolnych okładek (SBn, SBnA) są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem sterującym przełącznikami okładek (AC).

6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że co najmniej jedna sekcja zespołu redystrybucji (A) zawiera dodatkowy kondensator (Cn-1A, Cn-2A, ..., C1A, C0A) oraz przełączniki górnych okładek (STn-1, STn-2, ..., ST1, ST0; STn-1A, STn-2A, ..., ST1A, ST0A) i przełączniki dolnych okładek (SBn-1, SBn-2, ..., SB1, SB0; SBn-1A, SBn-2A, ., SB1A, SB0A), przy czym górne okładki kondensatorów (Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0) i dodatkowych kondensatorów (Cn-1A, Cn-2A, ..., C1A, C0A) są łączone, odpowiednio, poprzez przełączniki górnych okładek (STn-1, STn-2, ..., ST1, ST0; STn-1A, STn-2A, ., ST1A, ST0A) z łącznikami źródłowymi (SHn-1, SHn-2, ., SH1, SH0) i łącznikami docelowymi (SLn-1, SLn-2, ., SL1, SL0) lub z drugim biegunem pierwszego źródła prądowego (I) i wejściem nieodwracającym trzeciego komparatora (K3), natomiast dolne okładki kondensatorów (Cn-1, Cn-2, ..., C1, C0) i dodatkowych kondensatorów (Cn-1A, Cn-2A, ..., C1A, C0A) są łączone, odpowiednio, poprzez przełączniki dolnych okładek (SBn-1, SBn-2, ., SB1, SB0; SBn-1A, SBn-2A, ., SB1A, SB0A) z przełącznikami masy (SGn-1, SGn-2, ., SG1, SG0) lub z masą układu, zaś wejścia sterujące przełączników górnych okładek (STn-1, STn-2, ., ST1, ST0; STn-1A, STn-2A, ..., ST1A, ST0A) i przełączników dolnych okładek (SBn-1, SBn-2, ., SB1, SB0; SBn-1A, SBn-2A, ., SB1A, SB0A) są ze sobą sprzężone i są połączone z wyjściem sterującym przełącznikami okładek (AC).

7. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że pojemności kondensatora próbkującego (Cn) i dodatkowego kondensatora próbkującego (CnA) są nie mniejsze od pojemności kondensatora (Cn-1) o największej pojemności w zespole redystrybucji.

8. Układ według zastrz. 6, znamienny tym, że dodatkowy kondensator (Cn-1A, Cn-2A, ., C1A, C0A) zespołu redystrybucji ma pojemność równą, odpowiednio, pojemności kondensatora (Cn-1, Cn-2, ., C1, C0) zespołu redystrybucji.